INDAGATO IL LEGAME FRA COLORI RIFLESSI E MORFOLOGIA SUPERFICIALE

Le pagine colorate della storia di Bennu

L’analisi delle immagini dell’asteroide Bennu scattate dalla sonda spaziale Osiris-Rex della Nasa ha rivelato come questo corpo celeste presenti una superficie assai eterogenea. I ricercatori che hanno condotto le indagini, tra cui Maurizio Pajola dell’Inaf, hanno individuato una relazione complessa fra il modo in cui Bennu riflette la luce a diverse lunghezze d’onda, la morfologia della superficie e le sue alterazioni dovute al vento solare e al bombardamento da micrometeoriti

     08/10/2020
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Questa serie di immagini è stata realizzata dalla sonda Osiris-Rex e ci mostra l’asteroide Bennu in una rotazione completa da 80 km di distanza. La fotocamera PolyCam della sonda ha ottenuto i trentasei frame da 2.2 millisecondi per un periodo osservativo di 4 ore e 18 minuti. Crediti: NASA’s Goddard Space Flight Center/University of Arizona

Un team internazionale di astronomi ha studiato le caratteristiche della superficie dell’asteroide Bennu – il protagonista della missione della Nasa Osiris-Rex combinando le osservazioni multibanda della luce solare riflessa dalla sua superficie con immagini dettagliate della morfologia dell’asteroide ottenute dagli strumenti della Osiris-Rex Camera Suite (Ocams). Gli scienziati hanno così potuto indagare la relazione che esiste nel modo in cui l’asteroide riflette la luce solare – la cosiddetta riflettanza – e la struttura della sua superficie. Lo studio, a cui ha partecipato anche Maurizio Pajola, ricercatore dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, è stato pubblicato oggi in una edizione speciale della rivista Science.

Fenomeni di erosione spaziale dovuti all’impatto delle particelle cariche del vento solare e bombardamento di micrometeoriti, il cosiddetto Space Weathering, possono modificare il colore superficiale di molti corpi minori e senza atmosfera del sistema solare. Nei corpi costituiti di silicati e privi di composti idrati, come la Luna e un certo tipo di asteroidi, l’alterazione spaziale causata dallo space weathering scurisce e arrossa la luce solare da essi riflessa. Negli asteroidi carbonacei invece le conseguenze dell’esposizione alle particelle cariche del vento solare non sono ancora ben comprese. Le teorie prevedono che vi sia un fenomeno opposto all’arrossamento che in gergo tecnico si chiama bluing. Il bluing produce un aumento della riflettanza alle lunghezze d’onda dell’ultravioletto e del blu e contribuisce a definire il colore medio osservato sulla superficie di asteroidi della stessa classe a cui appartiene anche Bennu. Per stabilire relazioni statisticamente significative tra colore, riflettanza e caratteristiche morfologiche di Bennu, gli scienziati hanno mappato circa 1600 massi e 700 crateri e analizzato le varie componenti della luce da essi riflessa avvalendosi delle due camere Ocams a bordo della sonda, MapCam e PolyCam.

Le proprietà della lunghezza d’onda visibile, come il colore e la riflettanza, forniscono informazioni sulla storia geologica e sulla composizione delle superfici planetarie. Precedenti analisi effettuate sull’asteroide Bennu hanno consentito di inserirlo nella classe dei carbonacei, proprio come i corpi primitivi che circa 4.6 miliardi di anni fa hanno portato acqua ed elementi volatili sulla Terra, favorendo lo sviluppo della vita. La sua superficie è composta prevalentemente da grossi massi contenenti fillosilicati – composti idrati – e magnetite, ed è attiva – dà luogo cioè a frequenti emissioni e sbuffi di materiale, perdendo circa 10 chili di particelle lungo un’orbita completa nello spazio interplanetario.

«Abbiamo preso immagini multispettrali della superficie di Bennu nei quattro filtri di MapCam (a lunghezze d’onda comprese tra 0.44 a 0.89 micron), che mostrano diversi colori distribuiti su un terreno globale moderatamente blu con due tipi principali di massi distinguibili per riflettanza e struttura» spiega Maurizio Pajola, ricercatore presso l’Inaf di Padova e coautore dello studio pubblicato su Science. «Abbiamo attribuito la diversa riflettanza e la variazione di colore all’eterogeneità primordiale nella composizione dell’asteroide da un lato, e alle diverse età di esposizione di ciascuna porzione di superficie dall’altro».

Immagine di Bennu ripreso il 6 gennaio 2019 dalla NavCam 1 di Osiris-Rex mentre emette particelle dalla superficie. Crediti: Nasa/Goddard/University of Arizona/Lockheed Martin

Le analisi condotte sui massi hanno consentito di individuare una correlazione fra l’incremento della quantità di blu nella luce riflessa da Bennu e la presenza di superfici giovani recentemente esfoliate e poco esposte agli agenti atmosferici spaziali. Diversamente, nei crateri superficiali di minori dimensioni le età di esposizione inferiori corrispondono a colori maggiormente virati verso il rosso. Infine, i crateri più grandi di Bennu hanno colori pressoché indistinguibili da quelli del terreno medio.

«Lo space weathering, costituito principalmente da fenomeni di erosione da parte degli ioni del vento solare, non sembrano guidare una semplice transizione dal rosso al blu (o viceversa) nel caso di Bennu» aggiunge Pajola. «Piuttosto, appena esposte, le superfici rosse subiscono una prima variazione diventando marcatamente blu – per poi aumentare la riflessione anche nella luce visibile e alle lunghezze d’onda del vicino infrarosso. Il risultato di questa evoluzione di riflettanza è il colore medio osservato su Bennu». 

Il 20 ottobre è previsto l’atterraggio di Bennu nel cratere Nightingale, il primo dei due siti selezionati. Si tratta di un cratere giovane e “rosso”, recentemente esposto e dunque poco bombardato dal vento solare. Tuttavia, data l’eterogeneità della composizione di Bennu ci si aspetta che vi sia anche la presenza di polvere e piccoli sassi blu.

«Il fatto che la composizione superficiale di Bennu sia così varia consentirà, con la raccolta di materiale prevista per fine ottobre, di ottenere un campionamento altrettanto eterogeneo» conclude Pajola. «Ci auguriamo di trovare particelle di Bennu, asteroide di tipo B, ma anche dell’impattore che ha dato vita al piccolo asteroide a seguito dello scontro con l’asteroide progenitore».

 

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